三峡库区重庆段重点水域沉积物多环芳烃的污染特征及生态风险评价

摘 要：三峡库区的生态环境问题一直是人们所关注的，它对保证三峡工程健康、提高三峡库区社会经济效益以及可持续健康发展都有一定利好。但与此同时，三峡库区生态环境也是存在一定敏感性与应激性的，目前甚至在某些库区中存在着环境污染严重问题。本文就着重分析了三峡库区重庆段重点水域的污染沉积物——多环芳烃的基本污染特征，并结合具体样品采集实验对该库区多环芳烃的生态污染风险问题进行评价。

关键词：多环芳烃；沉积物；三峡库区重庆段；样品采集实验；生态风险评价

多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs）在各类环境介质中都能被有效检出，它是一类具有高致癌性、致畸性、致突变性的带有持久强毒效应的有机污染物，，在美国环保署，多环芳烃已经被列入到优先控制污染物名单中，是对人体健康危害较大的一类污染物。

一、多环芳烃的污染特性及三峡库区水域的沉积情况

（一）多环芳烃的污染特性

多环芳烃拥有较小的蒸气压、较低的溶解度以及较高的辛酵—水分配比系数，它会强烈的分配到非水相中，在水环境中趋向吸附于各种颗粒物上，所以沉积物就应当是它最终的环境归宿。当多环芳烃被沉积物底质吸附，而沉积物又被生物吸收后就会持续积累产生巨大危害，所以实际上它不仅仅通过沉积物，更通过水中生物链进行传递，进而威胁到人类健康。再者，多环芳烃也可在地球化学循环条件下重新释放到水体中，造成严重的二次水域污染，严重影响水质情况。为此，必须结合水域沉积物中的多环芳烃污染展开分析，实施有针对性的水域生态风险评价。

（二）三峡库区水域的沉积物多环芳烃污染情况

根据过往国内外相关研究发现我国长江流域沉积物中是存在大量的多环芳烃的，他啊主要集中在长江入海口区域，例如像南京、武漢、重庆等水域段断面都存在大量多环芳烃。一般来说，从长江自上游至下游水体沉积物中的多环芳烃分布含量呈现上升趋势，特别是重庆段成渝经济区内长江干流与支流的水体沉积物中多环芳烃质量比平均值高达278.1ng/g，且其污染水平表现也相对较高。

客观讲，三峡库区重庆段是整个三峡水库的重要集水流域，重庆段一旦遭受污染将直接影响整个三峡水库水质。根据相关研究表明，三峡水库重庆段的建设可令长江上游河流径流量减少，但同时它也会导致水体沉积物中大量多环芳烃的积累，进而提高库区水质污染水平，为长江流域生态环境造成潜在威胁。目前需要为重庆段中重庆主城区部分与工业园区部分设置监测断面，考察该流域中水体沉积物的多环芳烃空间分布特征，并对其来源进行判断解析，采用沉积物质量基准实验方法配合沉积物质量标准法对多环芳烃的生态风险内容进行评价。必要时也要建立治理多环芳烃的预警监测技术平台[1]。

二、三峡库区重庆段水域沉积物多环芳烃样品采集与预处理实验分析

（一）材料选取与样品采集

此次实验材料所选取的是三峡水库重庆段嘉陵江的JL01～JL03 3个点以及长江的CJ01～CJ06 6个点布置采样断面，并在重庆段布置入境断面，所有9个点全部布设于重庆段化工园区的上游和下游位置，采样断面河宽为350～700m。同时在每一个断面的顺流方向设置左右两个采样点，采样点的表层深度为最大10cm。在9个断面中再设置可采集1000g沉积物样品的抓斗式采样器。随后对所采集的沉积物样品进行实验室分析。要保证样品在12小时内就被运回实验室，在4℃以下的冷藏环境中保存待测。

（二）样品预处理

样品预处理要保证质量控制到位，将冷藏干燥后的样品进行研磨过筛（0.15mm筛），过筛后再放入-20℃环境中保存。在样品预处理阶段，可准确称取30g样品以及2g硅藻土，在充分混合均匀后再加入34mL的萃取溶液进行萃取。萃取基本过程如下：

首先选择萃取药品为正己烷和二氯甲烷，加热环境温度为100℃，萃取压力审定为10.35MPa，在静态萃取环境中循环3次，保证在溶剂淋洗体积为60%的萃取池中萃取，配合氮气进行吹扫收集提取液体样本，提取时间持续60s。最后提取出的样品提取液要浓缩到5mL左右，并用乙酸乙酯与环己烷进行定容（定容标准为10mL）。预处理后将提取液全部转移到全自动凝胶渗透色谱仪中进行净化。最后收集20～50min的洗脱液150mL，配合氮吹浓缩到0.5mL，再利乙腈置换溶剂定容到1.0mL等待下一轮实验测量。

（三）样品质量控制

在样品质量控制过程中，主要利用加标回收方法进行质量控制，测定样品回收率。在测定回收率过程中首先要保证回收率控制在70%～100%范围内，同时通过加标回收率实验结果分析多环芳烃中Nap的回收率，要将其控制在55%～60%范围内。

（四）结果讨论

在该试验中主要对重庆段重点水域水体沉积物中的多环芳烃污染水平、分布组成、来源等等进行分辨辨析，下文主要以试验中水体沉积物中的多环芳烃污染水平指标进行分析。发现该区域水体中存在Ace、BaP、BaP-eq等毒性物质，可通过荧光效应检测出来，总共15种多环芳烃的变异系数CV均大于85%，这表明在三峡库区重庆段中沉积物中多环芳烃的分布差异相当之大。在经过进一步的分析发现，重庆段水体沉积物中多环芳烃对水体的污染水平为中等水平，其中致癌单体占总量比例并不高，但它却是多环芳烃毒性的主要贡献者。总体来讲，重庆段三峡水域中的多环芳烃的污染特征明显，且其在沉积物中的质量比略高于长江入海口、长江安庆段等地等等。这表明多环芳烃更容易挥发到水体中，伴随水相迁移[2]。

三、三峡库区重庆段水域沉积物多环芳烃的生态风险评价

在三峡库区重庆段水域沉积物中，多环芳烃的生态风险评价也非常重要，结合沉积物本身的质量标准，可采用北美加拿大魁北克省在2006年所颁布的沉积物质量标准对重庆段三峡水库展开评价。在重庆段选择5个区域进行阈值评价分析，并将9个断面的15中多环芳烃标准数据展示出来，划分阈值区间，例如可围绕Nap为主研究水域水体沉积物中的多环芳烃含量。在经过分析后发现9个断面中的多环芳烃沉积量均介于TEL与OEL之间。在生态风险监测评价过程中，可对比不同多环芳烃物质的质量比变化趋势，在对比中发现其中JL03、CJ02两个断面的多环芳烃质量比小于REL，这就表明这两个断面基本不会产生生物毒性影响[3]。

总结：

综上所述，三峡库区重庆段的下游沉积物中多环芳烃质量比较高，相当于上游质量比的25倍以上，且其它断面中多环芳烃的质量比一般都小于370ng/g，下游沉积物中多环芳烃以2～3环质量比最高，占到总量的55.20%，其余断面的多环芳烃质量比占到总量的25.80%～60.20%。多环芳烃对三峡库区水体污染威胁较大，为此重庆段在未来还要进一步加强针对断面的监测工作，优化三峡库区水域质量。

参考文献：

[1]邹家素，孙秀萍，郑璇， 等.三峡库区重庆段重点水域沉积物多环芳烃的污染特征及生态风险评价[J].安全与环境学报，2017，17（4）：1548-1553.

[2]刘梦琳.淮河上游多环芳烃的分布特征及生态风险评价[D].河南：河南师范大学，2016.

[3]卢腾腾，林钦，柯常亮， 等.珠江口伶仃洋水域沉积物中多环芳烃及其生态风险评价[J].中国水产科学，2012，19（2）：336-347.

作者简介：

蔡文良（1980-），男，博士研究生，主要从事水污染控制的研究.

*基金项目：重庆市教委科学技术项目，三峡库区消落带多环芳烃（PAHs）污染特征研究， KJ1735448；

重庆水利电力职业技术学院人才引进基金项目，重庆市水库水源地典型水生植物DOM分布特征及来源解析， KRC201404； 重庆市教委科学技术项目，三峡库区消落带水环境溶解性有机质（DOM）光谱特征及其来源解析， KJQN201803801）